ניהול רוחב הפס של הרשת – חסכון בעלויות והגדלת הרווחים (חלק ב)

מאת: אריק וינשטיין. תקציר חלק א: בחלק זה סקרנו את האתגרים עימם מתמודדים ספקי הציוד לרשתות וספקי השרות – מצד אחד לאפשר תפוקה גבוהה של תעבורה ומצד שני גמישות כדי לאפשר שילוב של שירותים חדשים ברשת. אחת המגמות היא למזג סוגים שונים של תקשורות ולהשתמש בארכיטקטורות סטנדרטיות של מחשוב. מגמה חדשה של טרנספורמציית רשתות בתעשיית הטלקום מאחדת את פונקציות הרשת ומאפשרת להריץ יישומי תוכנה בסביבה ווירטואלית. התוצאה הבסיסית מטרנספורמציה זו היא הפרדה בין מרכיבי החומרה והתוכנה ובכך מתאפשרת גמישות וביצוע פונקציות רשת המבוססות תוכנה על גבי שרתים סטנדרטיים. ספקי השרות מתכוננים לפתוח את הרשתות שלהם כ-“צינורות חכמים” לתעבורה ופתרונות חדשים תוך שילוב של חבילות קול עם נתונים, דבר שהוא דרישת מפתח לשינוי המודל העסקי של ספקי השרות, מהתמקדות בשירותי טלקום לכיוון התמקדות בלקוחות ויישומים. שינוי זה יכול להתממש בעזרת ארכיטקטורות מחשוב לרשתות המחברות העברת תוכן, גישה אלחוטית וליבת רשתות מטרו ביחד.

ניצול הזדמנויות ע”י מהלך טרנספורמצית הרשת
מהלך השינוי של הרשת משמעו הפיכתם של מרכיביה ליותר גמישים וזאת ע”י האפשרות לרוץ קרוב לכל עומס עבודה בתוכנה ולהתאימם בצורה מיטבית לפרופיל התעבורה, זמן ביום והמיקום ברשת. דבר זה אפשרי עם ארכיטקטורת אינטל, ארכיטקטורת מחשוב יחידה בעלת היכולת לבצע את עיבוד שכבת הבקרה והנתונים
(ה-Data plane, Control plane) והיישומים בו זמנית. בצורה זו, ספקי ציוד ושירותים יכולים לפרוס את התפקוד/בקרה והשירותים בכל מקום ברשת בכדי למקסם את היעילות. טרנספורמצית הרשת תפתח את הדלת להזדמנויות חדשות שדורשות גמישות גדולה יותר ועליות נמוכות. על פי ג’ניפר פיג (Jennifer Pigg), מנתחת בקבוצת Yankee: “ספקי השרות נמצאים בעמדה ייחודית בכך שיש להם גישה גם למידע של המנויים וגם לזה של הרשת. הרשת החכמה יכולה להוסיף מידע הקשרי על איפה, מתי ואיך המנויים משתמשים בהתקנים וביישומים שלהם ברשת, והיא ניתנת למינוף על מנת להפיק רווחים במגוון רחב של שימושים (use cases). ארכיטקטורה סטנדרטית, מאפשרת ליצרני ציוד יכולת, מוכנות וזמינות מהירה כדי לענות על דרישות כאלו של ספקי השירות”.

דוגמאות לשימושים
מסוג זה:
ניהול רוחב הפס והגדלת חווית המשתמש ע”י EDGE Caching.
אפליקציות ווידאו כמו You tube גורמים לגידול עצום בתעבורה של התקנים ניידים, ובכך מייצרים לחץ על השדרה האחורית ורשתות גישה אלחוטיות (RAN) העמוסות בלאו הכי. סרטוני ווידאו וויראליים הם הסיבה העיקרית לכך, במיוחד כאשר כל בקשה לצפייה צריכה להיות מנותבת בכל רחבי הרשת. למרבה המזל, העומס על השדרה האחורית ניתן להקלה ע”י תאים חכמים (Smart Cells), כפי שהוכח בהדגמה של EDGE Datacomm, המראה ירידה ביותר מ-45% בתעבורה בשדרה האחורית. התאים החכמים מדגימים את השינוי ברשת בגלל שהם מבוססי תוכנה ומאפשרים לספקי השרות לטעון פונקציות רשת ווירטואליות מעל החומרה ולשלב שירותים חדשים. EDGE Datacomm ערכה ניסוי באנגליה בו פרסה תאים חכמים המבוססים על מעבדי Intel-Core והעושים שימוש בטכניקות חיזוי ומניעה אקטיביות בכדי לאחסן בצורה מקומית מידע כמו למשל סרטוני וידאו בשימוש נרחב לפרק זמן של 25 יום. התאים החכמים מזהים ודוחסים קטעי ווידאו בפורמט JPEG. בכל יום, 200 משתמשים שידרו וקלטו בממוצע 22 מגה בייט של מידע, וע”י caching ניתן היה להקטין את תעבורת המידע בשדרה האחורית בכמעט חצי, דבר שאיפשר למפעילי הרשת חסכון של 22% בהוצאות התפעוליות. בנוסף, אחסון של מידע פופולארי בצורה מקומית משפר משמעותית את חווית המשתמש ע”י מניעת ההשהיה הנגרמת מההורדה של המידע מהענן.

ניהול רוחב הפס עם ניהול מדיניות
(Policy Management)
ספקי שרות מתמודדים עם אתגר מתמשך להגדלת ההכנסה הממוצעת למנוי (ARPU) בכדי לקזז את הוצאות ה-CapEx
וה-OpEx הכרוכות בהשקעות להגדלת קיבולת הרשת. סיווג התעבורה מהווה גורם מפתח בהבאתו למקסימום של ה-ARPU: אם למפעיל הרשת יש בזמן אמת את הידע על המאפיינים של התנועה ועל הביקושים ברשת, הם יכולים לספק שירותים בעלי ערך גבוה המותאמים אישית ללקוחות ומפולחים על פי אפליקציות, משתמשים, וזמן במשך היום. מנויים הבוחרים תכניות בדרוג פרמיום ולא מסתפקים בתוכניות מבוססות Best-Effort, יכולים לקבל חווית משתמש בצורה ההולמת את התשלום הגבוה יותר. גישה אחת היא לנהל את זרימת התעבורה בתקופות שיא בעזרת עיצוב (traffic shaping) ומדיניות ניהול. מנגנונים אלו יכולים לספק איכות משופרת לרוב המנויים ולהבטיח את רמת החוויה הגבוהה ביותר עבור לקוחות אלו הנמצאים בתאים צפופים ומשלמים עבור תכניות פרימיום. טרנספורמציית הרשת מסייע לכך על ידי אפשור של סיווג התעבורה ברשת – פונקציית רשת ווירטואלית הניתנת להוספה לכל אלמנט של הרשת. כיוון שהאלמנטים של הרשת המבוססים על מעבדי אינטל יכולים לבצע עיבוד חבילות (Packet processing) וסיווג תעבורה (flow classification) בסביבה ווירטואלית, מנגנוני בקרת רוחב הפס ניתנים להוספה ככל הנדרש. ניהול התעבורה על פי מדיניות ניהול יכולה לעזור לספקי שרות לדחות שידרוגים בקיבולת של הרשת. פתרונות סיווג התעבורה זמינים ממספר חברות באקוסיסטמה של אינטל, כולל Qosmos ,6Wind ו-Windriver.

חסכון בעלויות ע”י שינוי דינמי בתצורת הרשת
ציוד הרשתות של היום בד”כ תומך בפונקציונליות מוגדרת וקיבולת קבועה. במידה וספק השרות צריך לתמוך בו”ז בתקן סלולארי נוסף כמו 3G או 4G, או לאחסן שירות (tenant) נוסף, הדבר עלול להצריך רכישה של ציוד אחר או אפילו רכישת צומת רשת. טרנספורמציית הרשת מספקת את הגמישות לשינוי דינמי של תצורת הרשת הרצה על פלטפורמת חומרה וזאת ע”י שינוי בתצורת התוכנה. כתוצאה מכך, תשתית משותפת יכולה לתמוך במספר תקנים או במופעים מרובים של אותה ליבת רשת ובכך מתאפשר מודל של ריבוי – multi-tenants כפי שמודגם באיור-7. יותר מכך, המערכת יכולה להקצות בצורה דינמית משאבי מחשוב המוקצים לכל תקן אלחוטי או עומס תעבורה של שירות מסוים ובכך מאפשר לספק השרות למפות מחדש שירותים ככל הנדרש בכדי לטפל במיקומים שבם קיים ביקוש גבוה. שיתוף תשתית חומרה בין לקוחות רבים מקטין את ההוצאות ההוניות והתפעוליות (CapEx/OpEx) ויכול לקצר משמעותית את זמן ההגעה לשוק. דוגמא לכך יכולה להוות שינוי בתקן הרדיו מסביבה עירונית בצפיפות גבוהה לפרבר מחוץ לעיר במשך היום, או תגובת חרום הדורשת קיבולת מכסימלית לתעבורת קול במיקום מסוים.
הגדלת ההכנסות ע”י אספקת תוכנה כשרות (SaaS)
כמות מידע גדולה מתמיד מיוצרת ע”י סוגי תקשורת שונים כמו טוויטר, FaceBook, דוא”ל, הודעות טקסט וכו’. עסקים היו מאד רוצים לסרוק ביסודיות את המידע הזה כדי ללמוד על ההעדפות של הלקוחות, אולם בסיסי הנתונים גדלים בצורה אקספוננציאלית והופכים לקשים יותר לשימוש – מושג שנקרא big data. יותר מזה, המידע הופך לקשה יותר לניתוח כיין שרובו לא נמצא בצורה מובנית, כלומר לא משתלב בצורה חלקה בתוך בסיסי הנתונים המקושרים (relational).

הטרנספורמציה של הרשת
ספקי השרות ממוקמים במקום הנכון כדי לספק שירותים הקשורים ל-big data לעסקים מכיוון שהרשתות שלהם מעבירות הודעות של המנויים כמו דוא”ל, אתרי web וכו’, אולם רשתות התקשורת המסורתיות לא תוכננו להתמודד עם דרישות המחשוב הגדולות של ה-big data. דבר זה ישתנה עם אימוץ טכנולוגיות
ה- (s/w defined network) ו-
(network function virtualization), אשר מאפשרות ביצוע של פונקציות הרשת ויישומי big data על ארכיטקטורה משותפת. במילים אחרות, פונקציות ושירותי רשת ותשתיות IT ירוצו על שרתים בנפח סטנדרטיים גבוה, ולכן יקלו את הפיתוח ושילוב של שירותים מסוגים חדשים. לדוגמא, רשתות קמעוניות גדולות משתמשות ב-big data כדי ללמוד יותר על ההתנהגות וההעדפות של הלקוחות. ספקי שרות יכלו לסייע לתהליך ע”י איסוף ושליחת הודעות רשת רלוונטיות לרשת הקמעונאית כמו כתיבה על הקיר בטוויטר או FaceBook, ובכך להקטין בצורה דרמטית את כמות המידע שעל הרשת הקמעונאית לנהל.

הגדלת הכנסות על ידי פרסום המכוון להתקנים ניידים
עסקים ויצרני מוצרים מחפשים בעקביות דרכים חדשות לפילוח ומיקוד של הצרכנים, והשימוש הנרחב בטלפונים חכמים יוצר הזדמנויות חדשות. לדוגמא, ספקי שרות יכולים למקם תא חכם בסביבת החנות או נקודה אחרת ולספק שירותים לצרכנים וגם לעסקים. הטרנספורמציה של הרשת תאיץ מגמה זו מכיוון שיישומים חדשים (בסביבה הווירטואלית) ניתנים להטענה בקלות לתוך תאים חכמים אלו מבוססי תוכנה.

תגובה מהירה לשינויים בדרישות השוק
השימוש בטלפונים חכמים גורם ללחץ גדול על ספקי השרות – הם צריכים להתמודד עם הביקוש הגדל באופן קבוע תוך שמירת האיכות. מלבד צריכת חלק גדול מרוחב הפס של הרשת, מנויי הטלפונים מצפים ששיטפון האפליקציות והשירותים החדשים יימשך ללא הפסקה. טכנולוגיות ה-SDN ו-VFN המתפתחות מציעות הקלה בעומס ב-2 החזיתות: הן תאפשרנה לקצר את זמן ההטמעה של פונקציות רשת ושירותים בעוד השימוש בשרתים מסחריים יקלו את עלות הציוד וצריכת ההספק. טרנספורמציית הרשת הניתנת לביצוע ע”י ווירטואליזציה ואיחוד של ציוד הרשת על מעבדים בארכיטקטורת אינטל, יכולה לספק אסטרטגיה המשתלמת להגדלת היכולות או “חוכמת” הרשת. מסלול זה מאפשר את הזריזות (agility) והפתרונות הכלכליים הנדרשים לספקי השרות ויצרני ציוד הרשת כדי לענות על הביקושים העתידיים של הלקוחות, להגדיל את
ה-ARPU ולייצר יתרון תחרותי.